JP2002353227A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JP2002353227A JP2002353227A JP2001159258A JP2001159258A JP2002353227A JP 2002353227 A JP2002353227 A JP 2002353227A JP 2001159258 A JP2001159258 A JP 2001159258A JP 2001159258 A JP2001159258 A JP 2001159258A JP 2002353227 A JP2002353227 A JP 2002353227A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- protective film
- resin
- semiconductor region
- type semiconductor
- semiconductor substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子に関
し、詳細にはメサ構造を有する半導体素子に最適な保護
膜に関する。The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a protective film most suitable for a semiconductor device having a mesa structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体基板の外周面を傾斜させたダイオ
ード、トランジスタ等の半導体素子、即ちベベル構造あ
るいはメサ構造と呼ばれる半導体素子のpn接合が露出
している傾斜面を保護膜で被覆した半導体素子(以下、
ベベル形半導体素子という)は公知である。この種のベ
ベル形半導体素子では、傾斜面を鉛系ガラスや亜鉛系ガ
ラスから成る保護膜で被覆して、半導体表面の安定化を
図っている。これらの保護膜は、周知の電気泳動法、ス
クリーン印刷方法等でガラス材料をベベル溝に印刷し、
その後にガラス材料を700℃以上の高温で焼成するこ
とでこれをガラス化して形成される。2. Description of the Related Art A semiconductor element such as a diode or a transistor in which an outer peripheral surface of a semiconductor substrate is inclined, that is, a semiconductor element having a bevel structure or a mesa structure in which a pn junction of a semiconductor element is exposed is covered with a protective film. (Less than,
Bevel-shaped semiconductor elements) are known. In this type of bevel semiconductor device, the inclined surface is covered with a protective film made of lead-based glass or zinc-based glass to stabilize the semiconductor surface. These protective films, a well-known electrophoresis method, by printing a glass material in a bevel groove by a screen printing method, etc.,
Thereafter, the glass material is baked at a high temperature of 700 ° C. or higher to vitrify the glass material to form the glass material.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のベベ
ル形半導体素子では、次のような問題があった。 (1) ガラス材料を700℃以上の高温で焼成する必
要があるため、製造工程上の制約が多い。即ち、焼成温
度が高いため、ガラス保護膜を最終工程で形成すること
ができない。 (2) ガラス形成後の応力により、半導体ウエハの反
りが発生し易く、このウエハの反りによって後工程にお
いて種々の不都合が生じる。即ち、ウエハが反ると、例
えばウエハを真空チャック式のステージに良好に吸着す
ることができない等の工程上の問題が生じる。また、ウ
エハの反りの程度が大きいと、露光機の焦点深度に追従
できず、ウエハ面内において均一なパターンプロファイ
ルが得られない等の問題も生じる。However, the above-mentioned bevel semiconductor device has the following problems. (1) Since the glass material needs to be fired at a high temperature of 700 ° C. or more, there are many restrictions on the manufacturing process. That is, since the firing temperature is high, the glass protective film cannot be formed in the final step. (2) The semiconductor wafer is likely to warp due to the stress after the glass is formed, and the warpage of the wafer causes various inconveniences in the subsequent steps. That is, if the wafer is warped, there arises a problem in the process such that, for example, the wafer cannot be satisfactorily attracted to the vacuum chuck type stage. Also, if the degree of warpage of the wafer is large, problems such as the inability to follow the depth of focus of the exposure machine and the inability to obtain a uniform pattern profile within the wafer surface arise.
【0004】そこで、本発明の目的は、このような問題
点を解消することができる半導体素子を提供することに
ある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device which can solve such a problem.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、半導体基板の表面に、
負電荷を有する樹脂から成る保護膜が形成されているこ
とを特徴とする半導体素子に係わるものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems and to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a semiconductor substrate comprising:
The present invention relates to a semiconductor element, wherein a protective film made of a resin having a negative charge is formed.
【0006】[0006]
【発明の効果】本発明は次の効果を有する。 (イ) 保護膜は、鉛系又は亜鉛系ガラスではなく、負
電荷を有する樹脂から成るので、保護膜の形成時に高温
焼成が不要になり、比較的低い温度(例えば200℃)
の熱処理で保護膜を形成することができる。この結果、
半導体素子の製造工程上の制約が少なくなり、例えば、
保護膜を最終工程で形成することもできる。 (ロ) 負電荷を有する樹脂から成る保護膜は、ガラス
から成る保護膜に比較して低応力である。このため、保
護膜の形成後に半導体基板又はウエハの反りが生ぜず、
基板の反りによる不都合を解消できる。即ち。基板が反
り難いので、例えば基板を真空チャック式のステージに
良好に吸着することができるし、露光機の焦点深度に追
従でき基板又はウエハ面内において均一なパターンプロ
ファイルを得ることができる。 (ハ) 鉛や亜鉛など、環境的に問題となる有害元素を
含まない製造プロセスを構築できる。 (ニ) 保護膜が負電荷を有しているため、負電荷が半
導体基板表面の可動性イオンを捕獲し、可動性プラスイ
オンの減少をもたらす。このため、可動性プラスイオン
による耐圧の不安定化を防止することができる。 (ホ) 保護膜が負電荷を有する樹脂から成るので、こ
の保護膜と接触したn形半導体領域の表面近傍の電子を
バルク内部に反発させることができ、n形半導体領域に
空乏層が広がりやすくなる。この結果、素子の耐圧を向
上することができる。The present invention has the following effects. (A) Since the protective film is made of a resin having a negative charge instead of a lead-based or zinc-based glass, high-temperature baking is not required at the time of forming the protective film, and a relatively low temperature (for example, 200 ° C.)
The heat treatment can form a protective film. As a result,
Restrictions on the manufacturing process of semiconductor elements are reduced, for example,
The protective film can be formed in the final step. (B) A protective film made of a resin having a negative charge has lower stress than a protective film made of glass. Therefore, the semiconductor substrate or the wafer does not warp after the formation of the protective film,
The inconvenience caused by the warpage of the substrate can be eliminated. That is. Since the substrate is unlikely to warp, for example, the substrate can be satisfactorily attracted to a vacuum chuck type stage, can follow the depth of focus of an exposure device, and can obtain a uniform pattern profile in the substrate or wafer surface. (C) It is possible to establish a manufacturing process that does not contain environmentally harmful elements such as lead and zinc. (D) Since the protective film has a negative charge, the negative charge captures mobile ions on the surface of the semiconductor substrate, resulting in a decrease in mobile positive ions. Therefore, instability of the withstand voltage due to the movable positive ions can be prevented. (E) Since the protective film is made of a resin having a negative charge, electrons near the surface of the n-type semiconductor region in contact with the protective film can be repelled into the bulk, and the depletion layer easily spreads in the n-type semiconductor region. Become. As a result, the withstand voltage of the element can be improved.
【0007】[0007]
【実施形態】次に、本発明の一実施形態に係わる半導体
素子としてのベベル形ダイオードについて図1及び図2
を参照して説明する。本実施形態のベベル形ダイオード
は、シリコン半導体から成る半導体基板1と、この半導
体基板1の一方の主面2に形成された第1の電極として
のアノード電極3と、半導体基板1の他方の主面4に形
成された第2の電極としてのカソード電極5と、本発明
に従う保護膜6とを有している。1 and 2 show a bevel-type diode as a semiconductor device according to one embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. The bevel diode according to the present embodiment includes a semiconductor substrate 1 made of a silicon semiconductor, an anode electrode 3 formed on one main surface 2 of the semiconductor substrate 1 as a first electrode, and the other main electrode of the semiconductor substrate 1. It has a cathode electrode 5 as a second electrode formed on the surface 4 and a protective film 6 according to the present invention.
【0008】シリコン半導体基板1は、n+形半導体領
域7と、このn+形半導体領域7の上面に形成されたn
形半導体領域8と、n形半導体領域8の上に形成された
p形半導体領域9とを有している。The silicon semiconductor substrate 1 includes an n + -type semiconductor region 7 and an n + -type semiconductor region 7 formed on the upper surface of the n + -type semiconductor region 7.
It has a p-type semiconductor region 8 and a p-type semiconductor region 9 formed on the n-type semiconductor region 8.
【0009】アルミニウム等の金属材料から成るアノー
ド電極3は、半導体基板1の一方の主面2上に形成され
て、p形半導体領域9に低抵抗性接触している。アルミ
ニウム等の金属材料から成るカソード電極5は、半導体
基板1の他方の主面4に形成されて、n+形半導体領域
7に低抵抗性接触している。An anode electrode 3 made of a metal material such as aluminum is formed on one main surface 2 of the semiconductor substrate 1 and has low resistance contact with the p-type semiconductor region 9. A cathode electrode 5 made of a metal material such as aluminum is formed on the other main surface 4 of the semiconductor substrate 1 and has low resistance contact with the n + type semiconductor region 7.
【0010】半導体基板1は、傾斜側面10を有する。
この傾斜側面10は半導体基板1の一方の主面2から他
方の主面4に向かって末広がりに形成されており、この
傾斜側面(ベベル溝)10にn形半導体領域8とp形半
導体領域9の界面に形成されたpn接合11の端が露出
している。The semiconductor substrate 1 has an inclined side surface 10.
The inclined side surface 10 is formed so as to widen from one main surface 2 to the other main surface 4 of the semiconductor substrate 1. The n-type semiconductor region 8 and the p-type semiconductor region 9 are formed on the inclined side surface (bevel groove) 10. The end of the pn junction 11 formed at the interface is exposed.
【0011】本発明に従う保護膜6は、負電荷を有する
樹脂から成り、半導体基板1のpn接合11の端が露出
している傾斜側面10を覆うように設けられており、且
つその一方の端は半導体基板1の一方の主面2にまで延
在して半導体基板1の一方の主面2の外周側を被覆して
いる。この保護膜は鉛系ガラス及び亜鉛系ガラスの焼成
温度よりも低い温度で固化させることができるものであ
り、且つ鉛系ガラス及び亜鉛系ガラスの保護膜よりも半
導体基板1に対して小さい応力を有するものである。The protective film 6 according to the present invention is made of a resin having a negative charge, is provided so as to cover the inclined side surface 10 where the end of the pn junction 11 of the semiconductor substrate 1 is exposed, and has one end thereof. Extends to one main surface 2 of the semiconductor substrate 1 and covers the outer peripheral side of the one main surface 2 of the semiconductor substrate 1. This protective film can be solidified at a temperature lower than the firing temperature of the lead-based glass and the zinc-based glass, and exerts less stress on the semiconductor substrate 1 than the protective film of the lead-based glass and the zinc-based glass. Have
【0012】負電荷を有する樹脂として、樹脂を構成す
る高分子中に側鎖としてカルボキシル基(−COO
H)、スルフォン酸基(−SO3 H)、ハロゲン基、酸
無水物の基等のアニオン性の強い官能基を有する構造の
樹脂を使用することができる。なお、酸無水物の基は次
の化1の化学式(構造式)で示すことができる。カルボ
キシル基を有する樹脂としては例えばポリアクリル酸、
スルフォン酸基を有する負電荷樹脂としては例えばリア
クリルアミドスルフォン酸、ハロゲン基を有する樹脂と
しては例えば含フッ素芳香族ポリイミド、酸無水物の基
を有する樹脂としては例えばポリアクリル酸無水物であ
る。As a resin having a negative charge, a carboxyl group (—COO) is used as a side chain in a polymer constituting the resin.
H), a resin having a structure having a strongly anionic functional group such as a sulfonic acid group (—SO 3 H), a halogen group, and an acid anhydride group can be used. The acid anhydride group can be represented by the following chemical formula (structural formula). Examples of the resin having a carboxyl group include polyacrylic acid,
The negatively charged resin having a sulfonic acid group is, for example, acrylamide sulfonic acid, the resin having a halogen group is, for example, a fluorinated aromatic polyimide, and the resin having an acid anhydride group is, for example, polyacrylic anhydride.
【0013】[0013]
【化1】 Embedded image
【0014】本実施形態では、保護膜6の樹脂としてカ
ルボキシル基(−COOH)を有する樹脂としてポリア
クリル酸を選択した。In the present embodiment, polyacrylic acid is selected as the resin having a carboxyl group (—COOH) as the resin for the protective film 6.
【0015】図1のダイオードを製造する時には、図2
に示すように半導体ウエハ1aに複数のダイオード形式
領域12を設け、これ等の相互間に傾斜側面10が得ら
れるようにメサ溝10aを設け、ポリアクリル酸から成
る樹脂を溝10aの表面に塗布し、しかる後、塗布樹脂
に180℃(好ましくは200℃以下)の熱処理を施し
て保護膜6を形成する。しかる後、図2で点線で示す位
置でウエハ1aを切断し、複数のダイオードを得る。ポ
リアクリル酸膜から成る保護膜6のゼータ電圧を、非対
称電気泳動法で測定したところ、−36mV(PH=
7.1)を示し、保護膜6がその表面に負電荷を有して
いること即ち表面が負に帯電していることが確認され
た。When manufacturing the diode of FIG. 1, FIG.
As shown in FIG. 1, a plurality of diode type regions 12 are provided in a semiconductor wafer 1a, and a mesa groove 10a is provided between the semiconductor wafer 1a and the inclined side surface 10 so as to be obtained. After that, the coating resin is subjected to a heat treatment at 180 ° C. (preferably 200 ° C. or lower) to form the protective film 6. Thereafter, the wafer 1a is cut at a position indicated by a dotted line in FIG. 2 to obtain a plurality of diodes. When the zeta voltage of the protective film 6 made of a polyacrylic acid film was measured by asymmetric electrophoresis, it was -36 mV (PH =
7.1), and it was confirmed that the protective film 6 had a negative charge on the surface, that is, the surface was negatively charged.
【0016】本実施形態によれば、前述の発明の効果の
欄に示した(イ)(ロ)(ハ)(ニ)(ホ)の効果を得
ることができる。According to the present embodiment, the effects (a), (b), (c), (d), and (e) shown in the above-described effects of the invention can be obtained.
【0017】[0017]
【変形例】本発明は上述の実施形態に限定されるもので
なく、例えば次の変形が可能なものである。 (1) ダイオードに限ることなく、トランジスタ等の
半導体素子にも本発明を適用することができる。トラン
ジスタを製造する時には、例えば図3のp形半導体領域
9の中にエミッタとしてのn+形半導体領域20を設け
る。図3において、n+形半導体領域7とn形半導体領
域8とはコレクタ領域として機能し、p形半導体領域9
はベ−ス領域として機能する。電極5がコレクタ電極、
電極3がエミッタ電極、電極21がベ−ス電極として機
能する。なお、一方の主面2の外周側には酸化膜又は窒
化膜等の絶縁膜22が設けられ、この絶縁膜22の上に
図1と同一の保護膜6が延在している。図1のダイオ−
ドにおいても、図3の絶縁膜22に相当するものを図3
と同様に形成することができる。 (2) アノード電極3の形成は、保護膜6の形成前で
あってもよいし、後であってもよい。アノード電極3を
保護膜6よりも後に形成する時にはアノード電極3を保
護膜6の上に延在させることができる。ただし、アノ−
ド電極3を形成した後には、アノ−ド電極を構成する金
属とシリコン半導体とを合金化するための熱処理(400
〜500℃)を施す必要があるが、負電荷樹脂によっては
この熱に耐えられないものがあるため、この場合には、
アノ−ド電極3の形成を保護膜6の形成前に行うにが良
い。 (3) 保護膜6の熱処理温度を、従来のガラス材料の
焼成温度約700℃よりも低い温度範囲例えば150〜
500℃内の任意の温度にすることができる。[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible. (1) The present invention can be applied not only to a diode but also to a semiconductor element such as a transistor. When manufacturing a transistor, for example, an n + -type semiconductor region 20 as an emitter is provided in the p-type semiconductor region 9 in FIG. In FIG. 3, n + -type semiconductor region 7 and n-type semiconductor region 8 function as collector regions, and p-type semiconductor region 9
Functions as a base region. Electrode 5 is a collector electrode,
The electrode 3 functions as an emitter electrode, and the electrode 21 functions as a base electrode. Note that an insulating film 22 such as an oxide film or a nitride film is provided on the outer peripheral side of the one main surface 2, and the same protective film 6 as that of FIG. The diode shown in FIG.
In FIG. 3, the equivalent to the insulating film 22 in FIG.
Can be formed in the same manner as described above. (2) The anode electrode 3 may be formed before or after forming the protective film 6. When the anode electrode 3 is formed after the protective film 6, the anode electrode 3 can be extended on the protective film 6. However,
After the formation of the anode electrode 3, a heat treatment for alloying the metal constituting the anode electrode and the silicon semiconductor (400)
~ 500 ° C), but some negatively charged resins cannot withstand this heat.
The formation of the anode electrode 3 is preferably performed before the formation of the protective film 6. (3) The heat treatment temperature of the protective film 6 is set to a temperature range lower than the firing temperature of the conventional glass material of about 700 ° C., for example, 150 to
Any temperature within 500 ° C. can be used.
【図1】本発明の実施形態に従うダイオードを示す断面
図である。FIG. 1 is a sectional view showing a diode according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のダイオードをウエハの状態で示す断面図
である。FIG. 2 is a sectional view showing the diode of FIG. 1 in a wafer state.
【図3】本発明を適用したとトランジスタを示す断面図
である。FIG. 3 is a sectional view showing a transistor to which the present invention is applied.
1 半導体基板 3 アノード電極 5 カソード電極 6 保護膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 3 Anode electrode 5 Cathode electrode 6 Protective film
Claims (1)
脂から成る保護膜が形成されていることを特徴とする半
導体素子。1. A semiconductor device, wherein a protective film made of a resin having a negative charge is formed on a surface of a semiconductor substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001159258A JP2002353227A (en) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001159258A JP2002353227A (en) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | Semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002353227A true JP2002353227A (en) | 2002-12-06 |
Family
ID=19002871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001159258A Pending JP2002353227A (en) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002353227A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009152457A (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Mesa semiconductor device and method of manufacturing same |
WO2018179768A1 (en) | 2017-03-29 | 2018-10-04 | Tdk株式会社 | Semiconductor device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07219225A (en) * | 1994-02-03 | 1995-08-18 | Hitachi Ltd | Photosensitive resin composition |
JP2000247958A (en) * | 1999-02-26 | 2000-09-12 | Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd | Hexaarylbiimidazole compound, photosensitive composition using the same and production of pattern and electronic part |
JP2001110799A (en) * | 1999-10-04 | 2001-04-20 | Sanken Electric Co Ltd | Semiconductor element and manufacturing method therefor |
-
2001
- 2001-05-28 JP JP2001159258A patent/JP2002353227A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07219225A (en) * | 1994-02-03 | 1995-08-18 | Hitachi Ltd | Photosensitive resin composition |
JP2000247958A (en) * | 1999-02-26 | 2000-09-12 | Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd | Hexaarylbiimidazole compound, photosensitive composition using the same and production of pattern and electronic part |
JP2001110799A (en) * | 1999-10-04 | 2001-04-20 | Sanken Electric Co Ltd | Semiconductor element and manufacturing method therefor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009152457A (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Mesa semiconductor device and method of manufacturing same |
WO2018179768A1 (en) | 2017-03-29 | 2018-10-04 | Tdk株式会社 | Semiconductor device |
US11164953B2 (en) | 2017-03-29 | 2021-11-02 | Tdk Corporation | Semiconductor device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7101739B2 (en) | Method for forming a schottky diode on a silicon carbide substrate | |
US20070018283A1 (en) | Zener diode | |
JPS6325509B2 (en) | ||
US7368371B2 (en) | Silicon carbide Schottky diode and method of making the same | |
JPH1140797A (en) | Semiconductor device, and its manufacture | |
JP6150542B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device | |
US20070080396A1 (en) | Metal oxide semiconductor device and fabricating method thereof | |
US4400716A (en) | Semiconductor device with glass layer contacting outer periphery of guard ring and adjacent substrate | |
JP5074093B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2002353227A (en) | Semiconductor device | |
KR100329672B1 (en) | High Voltage Vertical Trench Semiconductor Devices | |
JPS6146066B2 (en) | ||
JP2004303927A (en) | Semiconductor device | |
JP2005051111A (en) | Mesa type semiconductor device | |
JP2003086582A (en) | Method for forming protective film of semiconductor element | |
KR101184378B1 (en) | Schottky diode and method for manufacturing the same | |
KR101667669B1 (en) | Schottky barrier diode and method for manufacturing the diode | |
US8237239B2 (en) | Schottky diode device and method for fabricating the same | |
JP3514227B2 (en) | Semiconductor element | |
JP2005079233A (en) | Schottky diode and its manufacturing method | |
JPS6048914B2 (en) | semiconductor equipment | |
JP2001110799A (en) | Semiconductor element and manufacturing method therefor | |
KR100598348B1 (en) | Method for fabricating schottky diode using silicon-based cmos process | |
JP2005294772A (en) | Semiconductor device | |
US20240072110A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040602 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040723 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050330 |